MECHANIKA KAPALIN A PLYNŮ. Mgr. Jan Ptáčník - GJVJ - Fyzika - Mechanika - 1. ročník



Podobné dokumenty
6. Mechanika kapalin a plynů

Mechanika tekutin. Tekutiny = plyny a kapaliny

Tlak v kapalinách a plynech Vztlaková síla Prodění kapalin a plynů

Mechanika kapalin a plynů

BIOMECHANIKA. Studijní program, obor: Tělesná výchovy a sport Vyučující: PhDr. Martin Škopek, Ph.D.

1 Vlastnosti kapalin a plynů

34_Mechanické vlastnosti kapalin... 2 Pascalův zákon _Tlak - příklady _Hydraulické stroje _PL: Hydraulické stroje - řešení...

Mechanika tekutin Tekutost Nemají stálý tvar pružné při změně objemu stlačitelné Kapaliny stálý objem, málo stlačitelné volnou hladinu Plyny nemají

MECHANIKA KAPALIN A PLYNŮ POJMY K ZOPAKOVÁNÍ. Testové úlohy varianta A

Mechanika tekutin. Hydrostatika Hydrodynamika

7. MECHANIKA TEKUTIN - statika

2.3 Tlak v kapalině vyvolaný tíhovou silou Tlak ve vzduchu vyvolaný tíhovou silou... 5

Fyzika kapalin. Hydrostatický tlak. ρ. (6.1) Kapaliny zachovávají stálý objem, nemají stálý tvar, jsou velmi málo stlačitelné.

I N V E S T I C E D O R O Z V O J E V Z D Ě L Á V Á N Í. = (pascal) tlak je skalár!!! F p = =

Na libovolnou plochu o obsahu S v atmosférickém vzduchu působí kolmo tlaková síla, kterou vypočítáme ze vztahu: F = pa. S

FYZIKA Mechanika tekutin

Základy fyziky + opakovaná výuka Fyziky I

Mechanické vlastnosti kapalin hydromechanika

MECHANIKA TEKUTIN TEKUTINY

MECHANIKA KAPALIN A PLYNŮ

Hydrodynamika. Archimédův zákon Proudění tekutin Obtékání těles

Síla, vzájemné silové působení těles

ČVUT v Praze Fakulta stavební Katedra Technických zařízení budov. Modelování termohydraulických jevů 3.hodina. Hydraulika. Ing. Michal Kabrhel, Ph.D.

8. Mechanika kapalin a plynů

MECHANIKA HYDROSTATIKA A AEROSTATIKA Implementace ŠVP

UNIVERZITA PARDUBICE FAKULTA CHEMICKO-TECHNOLOGICKÁ. Katedra fyziky ZÁKLADY FYZIKY I. Pro obory DMML, TŘD a AID prezenčního studia DFJP

PLYNY. Mgr. Jan Ptáčník - GJVJ - Fyzika - Sekunda

PROUDĚNÍ KAPALIN A PLYNŮ, BERNOULLIHO ROVNICE, REÁLNÁ TEKUTINA

čas t s 60s=1min rychlost v m/s 1m/s=60m/min

Mechanické vlastnosti kapalin a plynů. opakování

KAPALINY. Mgr. Jan Ptáčník - GJVJ - Fyzika - Sekunda

Teoretické otázky z hydromechaniky

1141 HYA (Hydraulika)

Mechanika tekutin. Tekutiny = plyny a kapaliny

15 MECHANIKA IDEÁLNÍCH TEKUTIN. Hydrostatika ideální kapaliny Hydrodynamika ideální tekutiny

Zavádění inovativních metod a výukových materiálů do přírodovědných předmětů na Gymnáziu v Krnově

Výukový materiál zpracován v rámci projektu EU peníze školám

Digitální učební materiál. III/2 Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT Příjemce podpory Gymnázium, Jevíčko, A. K.

Mechanika kontinua. Mechanika elastických těles Mechanika kapalin

, Brno Připravil: Tomáš Vítěz Petr Trávníček. Úvod do předmětu

Připravil: Roman Pavlačka, Markéta Sekaninová Hydrostatika

4. Kolmou tlakovou sílu působící v kapalině na libovolně orientovanou plochu S vyjádříme jako

Příklady - rovnice kontinuity a Bernouliho rovnice

(1) Řešení. z toho F 2 = F1S2. 3, 09 m/s =. 3, 1 m/s. (Proč se zde nemusí převádět jednotky?)

Výukový materiál zpracován v rámci projektu EU peníze školám

Proudění ideální kapaliny

Počítačová dynamika tekutin (CFD) Základní rovnice. - laminární tok -

FYZIKA. Hydrostatika. KAPALINY Vlastnosti kapalin P1 Pascalův zákon Hydrostatický tlak P2 P3 P4 P5 Archimédův z. P6 P7 P8 P9 P10 Karteziánek

Věra Keselicová. duben 2013

FYZIKA. Hydrodynamika

MECHANICKÉ VLASTNOSTI KAPALIN.

Fyzika - Kvinta, 1. ročník

p gh Hladinové (rovňové) plochy Tlak v kapalině, na niž působí pouze gravitační síla země

11. Mechanika tekutin

Mechanika plynů. Vlastnosti plynů. Atmosféra Země. Atmosférický tlak. Měření tlaku

Inovace výuky Fyzika F7/ 10. Barometr. Atmosférický tlak, tlak, teplota vzduchu, barometr, aneroid

Václav Uruba home.zcu.cz/~uruba ZČU FSt, KKE Ústav termomechaniky AV ČR, v.v.i., ČVUT v Praze, FS, UK MFF

Hydromechanické procesy Hydrostatika

F 2. Na píst s plochou o větším obsahu působí kapalina tolikrát větší silou, kolikrát je obsah pístu větší než obsah plochy užšího pístu.

BIOMECHANIKA DYNAMIKA NEWTONOVY POHYBOVÉ ZÁKONY, VNITŘNÍ A VNĚJŠÍ SÍLY ČASOVÝ A DRÁHOVÝ ÚČINEK SÍLY

Výsledný tvar obecné B rce je ve žlutém rámečku

Rozumíme dobře Archimedovu zákonu?

Dynamika tekutin popisuje kinematiku (pohyb částice v času a prostoru) a silové působení v tekutině.

Příklad 1. Jak velká vztlakovásíla bude zhruba působit na ocelové těleso o objemu 1 dm 3 ponořené do vody? /10 N/ p 1 = p 2 F 1 = F 2 S 1 S 2.

F - Mechanika kapalin - I

Výfučtení: Kapaliny aneb Hydročtení

Vodohospodářské stavby BS001 Hydraulika 1/3

nafty protéká kruhovým potrubím o průměru d za jednu sekundu jestliže rychlost proudění nafty v potrubí je v. Jaký je hmotnostní průtok m τ

PROCESY V TECHNICE BUDOV cvičení 3, 4

PRÁCE, VÝKON, ENERGIE. Mgr. Jan Ptáčník - GJVJ - Fyzika - 1. ročník - Mechanika

Základní škola Kaplice, Školní 226

Ilustrační animace slon a pírko

PROCESY V TECHNICE BUDOV 2

Výukový materiál zpracován v rámci projektu EU peníze školám

Hydrodynamika. ustálené proudění. rychlost tekutiny se v žádném místě nemění. je statické vektorové pole

KAPALINY. Mgr. Jan Ptáčník - GJVJ - Fyzika - Termika - 2. ročník

Proudění viskózní tekutiny. Renata Holubova Viskózní tok, turbulentní proudění, Poiseuillův zákon, Reynoldsovo číslo.

Hmotnost atomu, molární množství. Atomová hmotnost

A:Měření tlaku v závislosti na nadmořské výšce B:Cejchování deformačního manometru závažovou pumpou C:Diferenciální manometry KET/MNV (5.

Pohyb. Klid a pohyb tělesa vzhledem ke vztažné soustavě. Druhy pohybu - posuvný a otáčivý - přímočarý a křivočarý - rovnoměrný a nerovnoměrný

Identifikace vzdělávacího materiálu VY_52_INOVACE_F.7.B.32 EU OP VK. Vztlaková síla

Otázky pro Státní závěrečné zkoušky

CVIČENÍ č. 7 BERNOULLIHO ROVNICE

Potenciální proudění

Střední průmyslová škola, Hronov, Hostovského 910, Hronov. III/2 Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT M/01 Strojírenství

Variace. Mechanika kapalin

3. TEKUTINY A TERMIKA 3.1 TEKUTINY

Příklady z hydrostatiky

Základní pojmy a jednotky

Vzdělávací oblast: Člověk a příroda. Vyučovací předmět: fyzika. Třída: sekunda. Očekávané výstupy. Poznámky. Přesahy. Průřezová témata.

Fyzikální učebna vybavená audiovizuální technikou, fyzikální pomůcky

PŘÍKLADY Z HYDRODYNAMIKY Poznámka: Za gravitační zrychlení je ve všech příkladech dosazována přibližná hodnota 10 m.s -2.

Krevní oběh. Helena Uhrová

Třecí ztráty při proudění v potrubí

Mechanika. Fyzika 1. ročník. Vzdělávání pro konkurenceschopnost Inovace výuky oboru Informační technologie. Mgr. Petr Kučera. MěSOŠ Klobouky u Brna

Archimédův zákon, vztlaková síla

Mechanika tekutin GYMNÁZIUM F. X. ŠALDY. Poznámky & ilustrace k výuce v 1. ročníku / kvintě. Gymnázium F. X. Šaldy Honsoft 2004 Verze 2.

Řešení úloh krajského kola 60. ročníku fyzikální olympiády Kategorie A Autoři úloh: J. Thomas (1, 2, 3), V. Vícha (4)

ŠKOLNÍ VZDĚLÁVACÍ PROGRAM

CVIČENÍ č. 11 ZTRÁTY PŘI PROUDĚNÍ POTRUBÍM

Transkript:

MECHANIKA KAPALIN A PLYNŮ Mgr. Jan Ptáčník - GJVJ - Fyzika - Mechanika - 1. ročník

Mechanika kapalin a plynů Hydrostatika - studuje podmínky rovnováhy kapalin. Aerostatika - studuje podmínky rovnováhy plynů. Hydrodynamika - studuje zákonitosti pohybu kapalin. Aerodynamika - studuje zákonitosti pohybu plynů.

Vlastnosti kapalin a plynů Nemají stálý tvar. Společné označení tekutiny. Tekutost ( míru tekutosti vyjadřuje viskozita ). Tekutost je u různých tekutin různá - různé vnitřní tření. Kapaliny Stálý objem Velmi málo stlačitelné. Plyny Nestálý objem. Dobře stlačitelné.

Vlastnosti kapalin a plynů Ideální kapalina - dokonale tekutá ( bez vnitřního tření ) a dokonale nestlačitelná. Ideální plyn - dokonale tekutý ( bez vnitřního tření ) a dokonale stlačitelný. Ideální kapalinu a ideální plyn budeme považovat za kontinuum neboli spojité prostředí.

Tlak v kapalinách a plynech Fyzikální veličina charakterizující stav tekutiny v klidu. Je definována vztahem:! p = F S Základní jednotka: 1 Pa ( Pascal )

Tlak v kapalinách a plynech K měření tlaku se používají manometry. Ty mohou mít speciální názvy - barometr, barograf, aneroid.

Tlak v kapalinách a plynech Tlak může být v principu vyvolán dvěma způsoby: 1.vnější silou prostřednictvím pevného tělesa, které je s tekutinou v přímém styku, 2.tíhovou silou, kterou působí Země na tekutinu.

Tlak v kapalinách vyvolaný vnější silou Pascalův zákon: Tlak vyvolaný vnější silou, která působí na kapalné těleso v uzavřené nádobě, je ve všech místech kapaliny stejný. Pascalův zákon platí také pro plyny. Pascalova zákona se využívá v hydraulickém zařízení. F 1 S 1 = F 2 S 2

Příklad 1 Písty hydraulického lisu mají obsah průřezů 5 cm 2 a 400 cm 2. Na užší píst působíme silou 500 N. Jaký tlak tato síla v kapalině vyvolá? Jak velkou tlakovou silou působí kapalina na širší píst?

Příklad 2 Na píst hydraulického lisu o obsahu 25 cm 2 působí síla o velikosti 100 N. a) Jaký tlak vyvolá tato síla v kapalině lisu? b) Jak velká síla působí na píst o obsahu 1000 cm 2? c) O jakou vzdálenost se posune druhý píst, jestliže se menší píst posune o 8 cm?

Tlak v kapalinách vyvolaný tíhovou silou Výsledkem tíhového působení je hydrostatická tlaková síla:! Hydrostatický paradox: Fh = Shρ g

Tlak v kapalinách vyvolaný tíhovou silou Tlak vyvolaný hydrostatickou tlakovou silou se nazývá hydrostatický tlak.! p h = hρg Místa o stejném hydrostatickém tlaku se nazývají hladiny. Hladina o nulovém hydrostatickém tlaku je volná hladina.

Tlak v kapalinách vyvolaný tíhovou silou Principu spojených nádob se využívá při nalití dvou různých nesmíchatelných kapalin.!! ρ 1 ρ 2 = h 2 h 1! Hustoty kapalin jsou v převráceném poměru k výškám kapalin nad společným rozhraním.

Příklad 3 Jak velká hydrostatická tlaková síla působí na dno vodní nádrže v hloubce 4 m, je-li obsah dna 50 m 2? Jaký je v této hloubce hydrostatický tlak?

Příklad 4 V jednom ramenu spojených nádob je voda, ve druhém olej. Výška vody nad společným rozhraním obou kapalin je 4,5 cm, oleje 5 cm. Určete hustotu oleje.

Tlak vzduchu vyvolaný tíhovou silou Okolo Země je několikakilometrová vrstva atmosféry. Ta způsobuje vznik atmosférické tlakové síly F a. Tlak vyvolaný touto silou se nazývá atmosferický tlak p a. Atmosferický tlak se mění s nadmořskou výškou.

Tlak vzduchu vyvolaný tíhovou silou Základem měření atmosferického tlaku byl Torricelliho pokus. Dnes je stanoven normální atmosferický tlak:! p a =1013,25hPa K měření atmosferického tlaku se používají barometry a barografy, případně aneroidy.

Příklad 5 Jak vysoký sloupec vody se udrží ve svislé trubici působením normálního atmosferického tlaku?

Vztlaková síla v kapalinách a plynech Velikost vztlakové síly je dána následujícím vztahem:! F vz =Vρg Platí Archimédův zákon: Těleso ponořené do kapaliny je nadlehčováno silou, která se rovná tíze kapaliny o stejném objemu, jako je objem ponořené části tělesa.

Vztlaková síla v kapalinách a plynech Důsledkem Archimédova zákona je různé chování těles.

Vztlaková síla v kapalinách a plynech Hustota kapalin se zjišťuje přímou metodou pomocí hustoměrů. Vztlaková síla působí i ve vzduchu. Vztlakovou sílu v kapalinách i ve vzduchu využívá spousta zařízení a přístrojů.

Proudění kapalin a plynů proudění - pohyb tekutiny v jednom směru stacionární (ustálené proudění) - velikost rychlosti proudění je konstantní proudnice - znázorňují trajektorii částic tekutiny myšlená čára, jejíž tečna má v každém bodě směr rychlosti nemohou se protínat

Proudění kapalin a plynů Ustálené proudění ideální kapaliny: Objemový průtok: Q v = V t = S v

Proudění kapalin a plynů Rovnice kontinuity: Při ustáleném proudění ideální kapaliny je součin obsahu průřezu S a rychlosti proudu v v každém místě trubice stejný. S 1 v 1 = S 2 v 2

Bernoulliho rovnice Vychází ze zákona zachování energie Součet kinetické a tlakové potenciální energie kapaliny o jednotkovém objemu je ve všech částech vodorovné trubice stejný. 1 2 ρ v2 + p = konst.

Hydrodynamický paradox Důsledek Bernoulliho rovnice Při zúžení trubice roste rychlost a klesá tlak Může vznikat podtlak Využití: rozprašovač, vývěva

Proudění reálné kapaliny Je třeba započítat síly vnitřního tření. Různá rychlost částic vzhledem k místě trubice, kde se pohybují. Laminární proudění Turbulentní proudění

Obtékání těles Odporové síly U malých rychlostí je odporová síla přímo úměrná rychlosti Při vyšších rychlostech: F O = 1 2 C S ρ v2

Aerodynamická síla